DE1241650B

DE1241650B - Rotary flow meter with static friction compensation, especially for measuring low flow speeds

Info

Publication number: DE1241650B
Application number: DE1964D0045222
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Theodor Dahlem; Dipl-Phys Dieter Paffrath
Original assignee: VERSUCHSANSTALT fur LUFT und
Current assignee: VERSUCHSANSTALT fur LUFT und
Priority date: 1964-08-18
Filing date: 1964-08-18
Publication date: 1967-06-01

Description

Rotationsströmungsmesser mit Haftreibungskompensation, insbesondere zur Messung kleiner Strömungsgeschwindigkeiten Die Erfindung betrifft einen Rotationsströmungsmesser mit Haftreibungskompensation zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Flüssigkeiten und Gasen, insbesondere zur Messung sehr kleiner Strömungsgeschwindigkeiten.Rotary flow meter with static friction compensation, in particular for measuring small flow velocities The invention relates to a rotary flow meter with static friction compensation for measuring the flow velocity of liquids and gases, especially for measuring very low flow velocities.

Die herkömmlichen Rotationsströmungsmesser, wie z. B. Schalenkreuz- oder Flügelradanemometer, mit denen die Translationsgeschwindigkeit eines strömenden Mediums in eine Rotationsgeschwindigkeit umgesetzt wird, haben den Nachteil, daß sie infolge der in den Lagern auftretenden Haftreibung erst bei einer wesentlich von Null verschiedenen Strömungsgeschwindigkeit zu rotieren beginnen. Die von der Haftreibung verursachte Anlaufverzögerung verhindert eine Messung der Strömungsgeschwindigkeit in einem endlichen Anfangsintervall. Diesen Mangel zu beseitigen und insbesondere die Messung geringer Strömungsgeschwindigkeiten zu ermöglichen, ist das Ziel der nachfolgend beschriebenen Erfindung. The conventional rotary flow meters, such as. B. Cup cross or vane anemometers, with which the translational speed of a flowing Medium is converted into a rotation speed have the disadvantage that due to the static friction occurring in the bearings, they only become significant at one point start to rotate from zero different flow velocity. The one from the The start-up delay caused by static friction prevents the flow velocity from being measured in a finite initial interval. To eliminate this deficiency and in particular The aim of the is to enable the measurement of low flow velocities invention described below.

Der bekannte Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß dem Rotor, der von der Strömung angetrieben werden soll, bei der Strömungsgeschwindigkeit Null durch einen von der Strömung unabhängigen Antrieb bereits eine endliche Rotationsgeschwindigkeit erteilt wird, so daß die Haftreibung aufgehoben ist. In dieser Meßanordnung bewirkt jede noch so kleine Strömungsgeschwindigkeit eine Anderung der ursprünglichen Rotationsgeschwindigkeit, so daß eine Anlaufverzögerung entfällt. The known basic idea of the invention is that the rotor, which is to be driven by the flow, at zero flow velocity a finite speed of rotation due to a drive that is independent of the flow is issued so that the static friction is eliminated. In this measuring arrangement causes every small flow velocity a change in the original rotation velocity, so that there is no start-up delay.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Haftreibung bei Anemometern durch einen künstlichen Luftstrom als zusätzlichen Antrieb zu kompensieren. It has already been proposed to reduce static friction in anemometers to compensate with an artificial air flow as an additional drive.

Diese Methode weist jedoch z. B. außer der Schwierigkeit, den zusätzlichen Luftstrom konstant und definiert meßbar zu halten, verschiedene Mängel auf, die mit vorliegender Erfindung umgangen werden.However, this method has z. B. besides the difficulty of the additional Airflow constant and defined measurable to keep various defects on that be circumvented with the present invention.

Es sind auch Anordnungen bekannt, bei denen ein zusätzlicher Antrieb der Rotorwelle durch einen Elektromotor erfolgt (deutsche Patentschrift 477 072 und USA.-Patentschrift 2493 931). Bei diesen Anordnungen hat der Elektromotor die Aufgabe, die Anemometerwelle auf eine Drehzahl zu bringen, die gerade dem schlupflosen Zustand des Flügelrades entspricht. Damit wird jedoch die Haftreibung nicht kompensiert, weil die Motordrehzahl durch die Strömung als Funktion der Strömungsgeschwindigkeit so gesteuert wird, daß die Zufuhr zusätzlicher Energie beim Anlaufvorgang nur erfolgen kann, wenn die Strömung den Propeller bereits in Bewegung gesetzt hat, d. h. bei einer von Null verschiedenen Anlaufgeschwindigkeit, die durch die Haftreibung eindeutig bestimmt ist. Es wird also bei diesen Anordnungen lediglich die Gleitreibung, nicht aber die Haftreibung kompensiert, so daß sie zur Messung geringer Strömungsgeschwindigkeiten, die kleiner sind als die Anlaufgeschwindigkeit, nicht brauchbar sind. Die Anlaufgeschwindigkeit hochempfindlicher herkömmlicher Flügelradanemometer liegt bei etwa 50 cm/sec Gasgeschwindigkeit. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Strömungsgeschwindigkeiten zwischen dem Betrag Null und dem Betrag der Anlaufgeschwindigkeit herkömmlicher Anemometer zu messen. Ausgehend von einem Rotationsströmungsmesser mit einem an die Propellerwelle angekuppelten elektrischen Motor, durch den der Propeller auf einer von Null verschiedenen Rotationsgeschwindigkeit gehalten wird, ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Größen des Motors ein differentielles Maß für die Strömungsgeschwindigkeit des strömenden Mediums darstellen. Arrangements are also known in which an additional drive the rotor shaft is carried out by an electric motor (German patent specification 477 072 and U.S. Patent 2,493,931). In these arrangements, the electric motor has the Task to bring the anemometer shaft to a speed that is just the slip-free Condition of the impeller corresponds. However, this does not compensate for the static friction, because the engine speed through the flow as a function of the flow velocity is controlled in such a way that the supply of additional energy only takes place during the start-up process can, if the current has already set the propeller in motion, d. H. at a starting speed other than zero, which is clearly defined by the static friction is determined. So it becomes with these arrangements only the sliding friction, not but the static friction is compensated so that it can be used to measure low flow velocities, which are smaller than the start-up speed are not usable. The start-up speed highly sensitive conventional vane anemometer is about 50 cm / sec gas velocity. The invention is based on the object, flow velocities between the Amount zero and the amount of the starting speed of conventional anemometers measure up. Starting from a rotary flow meter with one attached to the propeller shaft coupled electric motor, through which the propeller on a non-zero Rotational speed is maintained, the invention is characterized in that the electrical quantities of the motor are a differential measure for the flow velocity of the flowing medium.

Wenn im folgenden der Einfachheit halber vom Propeller oder Schalenkreuz gesprochen wird, so ist damit immer allgemein eine Einrichtung gemeint, mittels derer von dem strömenden Medium eine Drehkraft auf die Motorwelle ausgeübt werden kann. If in the following, for the sake of simplicity, from the propeller or cup cross is spoken, it is always generally meant a facility, by means of whose rotating force is exerted on the motor shaft by the flowing medium can.

Jede Änderung der Strömungsgeschwindigkeit ruft eine Änderung der folgenden Meßgrößen hervor: Spannung U an den Motorklemmen, Strom l im Kreis, Drehfrequenz v der Welle.Any change in the flow rate causes a change in the the following measurands: voltage U at the motor terminals, current l in the circuit, rotational frequency v of the wave.

Um zu reproduzierbaren Meßergebnissen zu gelangen, wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß unter Konstanthaltung einer der elektrischen Meßgrößen eine oder mehrere der anderen als Maß für die Strömungsgeschwindigkeit genommen werden. In order to achieve reproducible measurement results, further training the invention proposed that while keeping one of the electrical measured variables constant one or more of the others is taken as a measure of the flow velocity will.

Bei den entwickelten Meßverfahren ergaben sich noch zwei grundsätzliche Unterschiede in der Meßmethode, je nach der Rotationsrichtung des Propellers in bezug auf die Strömungsrichtung. In diesem Sinne wird als Mitstromverfahren das Meßverfahren gekennzeichnet, bei dem das strömende Medium die Propellerdrehung beschleunigt, als Gegenstromverfahren dasjenige, bei dem das strömende Medium die Propellerdrehung verzögert. Two more fundamental ones resulted from the measurement methods developed Differences in the measurement method, depending on the direction of rotation of the propeller in with respect to the direction of flow. In this sense, the Measuring method characterized in which the flowing medium accelerates the propeller rotation, as a countercurrent process, the one in which the flowing medium causes the propeller to rotate delayed.

In A b b. 1 ist eine Schaltung angegeben, die für die nachfolgend beschriebenen Meßmethoden verwendet wurde. Der Übergang von Mitstrom- auf das Gegenstromverfahren und umgekehrt erfolgt durch Umschalten des Polwenders S. Die konstante Spannung UO einer Stromquelle wird über den Polwender S auf das als Spannungsteiler geschaltete Potentiometer R gegeben. Die an den Klemmen des Motors M liegende Spannung U kann hier grob und an dem Potentiometer Ri fein eingestellt werden. Das im Prinzip wiedergegebene Schaltbild zeigt außerdem das Meßinstrument A für den Strom I und das Meßinstrument V für die Spannung U. In A b b. 1 shows a circuit that is used for the following described measurement methods was used. The transition from the co-current to the counter-current process and vice versa takes place by switching the reverser S. The constant voltage UO of a current source is switched to the voltage divider via the pole inverter S Potentiometer R given. The voltage U applied to the terminals of the motor M can can be set roughly here and finely at the potentiometer Ri. That reproduced in principle The circuit diagram also shows the measuring instrument A for the current I and the measuring instrument V for the voltage U.

Nachstehende Meßverfahren wurden entwickelt und untersucht: 1. Messung der Stromstärke I bei konstanter Spannung U. In A b b. 2 ist die Stromstärke I im Kreis als Funktion der Strömungsgeschwindigkeit w bei verschiedenen konstanten Spannungen Wi an den Klemmen des Motors M dargestellt. The following measuring methods have been developed and investigated: 1. Measurement the current I at constant voltage U. In A b b. 2 is the current I im Circle as a function of the flow velocity w at different constant voltages Wi shown at the terminals of the motor M.

Die Kurvenscharen, die einerseits dem Meßbereich des Mitstromverfahrens und andererseits dem des Gegenstromverfahrens zugeordnet sind, sind durch einen Bereich voneinander getrennt, der durch die beiden gestrichelten Kurven in A b b. 2 begrenzt ist. The families of curves, on the one hand, the measuring range of the co-current method and on the other hand that of the countercurrent process are assigned, are by a Area separated from each other by the two dashed curves in A b b. 2 is limited.

Dieser Bereich enthält die Strömungsgeschwindigkeiten w, bei denen die Drehfrequenz v infolge des Gleichgewichtes zwischen der von der Strömung und der vom Motor am Propeller verursachten Kraft Null ist und wegen der bei Stillstand auftretenden Haftreibung über ein endliches Intervall der Strömungsgeschwindigkeit Null bleibt. Solche Intervalle sind im allgemeinen für die Messung uninteressant. Wie aus der Darstellung hervorgeht, ist das Gegenstromverfahren für Messungen kleiner Strömungsgeschwindigkeiten, das Mitstromverfahren für die Messung großer Strömungsgeschwindigkeiten besonders geeignet. Kurven gleichen Spannungsbetrages Ui haben die Eigenschaft, daß sich ihre Meßbereiche gegenseitig überlappen, so daß der gesamte Bereich der Strömungsgeschwindigkeit erfaßt werden kann.This area contains the flow velocities w at which the rotational frequency v as a result of the equilibrium between that of the flow and the force caused by the motor on the propeller is zero and because of the at standstill occurring static friction over a finite interval of the flow velocity Remains zero. Such intervals are generally of no interest for the measurement. As can be seen from the illustration, the countercurrent method for measurements is smaller Flow velocities, the co-current method for measuring high flow velocities particularly suitable. Curves of the same voltage value Ui have the property that their measuring ranges overlap each other, so that the entire range of the Flow velocity can be detected.

2. Messung der Spannung U bei konstantem Strom I. 2. Measurement of voltage U at constant current I.

A b b. 3 zeigt die Abhängigkeit der Motorspannung U von der Strömungsgeschwindigkeit w bei verschiedenen konstanten Stromstärken 4. Auch hier gibt es einen Bereich der Strömungsgeschwindigkeit w, für den die Drehfrequenz v des Propellers Null ist. Dieser Bereich trennt auch hier die Meßbereiche von Mit-bzw. Gegenstromverfahren. Man sieht, daß für die Messung kleiner Strömungsgeschwindigkeiten das Gegenstromverfahren, für die Messung großer Strömungsgeschwindigkeiten das Mitstromverfahren besonders geeignet ist. Kurven gleichen Strombetrages lt haben auch hier die Eigenschaft, daß sich ihre Meßbereiche gegenseitig überlappen. Der Übergang vom Mitstrom- zum Gegenstromverfahren und umgekehrt erfolgt durch Umschalten des Polwenders S.A b b. 3 shows the dependence of the motor voltage U on the flow velocity w at different constant currents 4. Here, too, there is a range of Flow velocity w for which the rotational frequency v of the propeller is zero. Here, too, this area separates the measuring areas from with or. Countercurrent process. It can be seen that for the measurement of small flow velocities the countercurrent method, for the measurement of high flow velocities, the co-current method is particularly useful suitable is. Curves of the same current amount have the property here too that their measuring ranges overlap each other. The transition from co-current to The countercurrent process and vice versa are carried out by switching the pole changer S.

Die spezielle Meßkurve = const. = 0 hat noch den Vorzug, daß eine eventuelle Störung der Messung durch Entstehung von Stromwärme in den Wicklungen des Motors hier völlig unterbleibt. The special measurement curve = const. = 0 also has the advantage that a possible malfunction of the measurement due to the generation of electrical heat in the windings of the engine is completely omitted here.

3. Messung der Drehfrequenz y des Propellers bei konstantem Strom l bzw. bei konstanter Spannung U. 3. Measurement of the rotational frequency y of the propeller at constant current l or at constant voltage U.

A b b. 4 zeigt die Abhängigkeit der Drehfrequenz r von der Strömungsgeschwindigkeit w im Mitstromverfahren einerseits bei konstantem Strom I, andererseits bei konstanter Motorspannung U. Mit wachsender Strömungsgeschwindigkeit w nimmt die Drehfrequenz -i' monoton zu. Es ergibt sich ein linearer Zusammenhang zwischen den angegebenen Meßgrößen, dessen Bereich um so größer ist, je kleiner die konstanten Parameter I bzw. U gewählt werden. A b b. 5 zeigt die Abhängigkeit der Drehfrequenz, von der Strömungsgeschwindigkeit w im Gegenstromverfahren bei konstantem Strom I einerseits und bei konstanter Motorspannung U andererseits. Mit wachsender Strömungsgeschwindigkeit w nimmt die Drehfrequenz y einsinnig ab, und zwar ergibt sich für einen genügend großen Meßbereich ein linearer Zusammenhang zwischen den Meßgrößen. Wie bei dem unter Ziffer 1 und 2 beschriebenen Verfahren ist auch hier das Gegenstromverfahren für Messungen kleiner Strömungsgeschwindigkeiten, das Mitstromverfahren für die Messung größerer Strömungsgeschwindigkeiten besonders geeignet.A b b. 4 shows the dependence of the rotational frequency r on the flow velocity w in the co-current method on the one hand with a constant current I, on the other hand with a constant Motor voltage U. With increasing flow velocity w the rotational frequency increases -i 'monotonous too. There is a linear relationship between the specified Measured quantities, the range of which is greater, the smaller the constant parameters I or U can be selected. A b b. 5 shows the dependence of the rotational frequency on which Flow velocity w in the countercurrent method with constant current I on the one hand and with a constant motor voltage U on the other hand. With increasing flow velocity w the rotational frequency y decreases unidirectionally, which results in sufficient for one large measuring range, a linear relationship between the measured variables. As with that The process described under items 1 and 2 is also the countercurrent process here for measurements of low flow velocities, the co-current method for the Particularly suitable for measuring higher flow velocities.

Die Messung der Drehfrequenz v kann mit einem beliebigen, an die Rotorwelle angekuppelten Frequenzgeber G (vgl. A b b. 1) mit nachgeschalteter Meßeinrichtung durchgeführt werden. Der Geber G kann z. B. ein elektrischer Generator mit einer frequenzproportionalen Spannungscharakteristik sein, oder er kann nach dem Prinzip fotoelektrischer oder magnetischer Abtastung arbeiten. The measurement of the rotational frequency v can be carried out with any of the Rotor shaft coupled frequency generator G (cf. A b b. 1) with downstream measuring device be performed. The encoder G can, for. B. an electric generator with a frequency-proportional voltage characteristic, or it can be according to the principle photoelectric or magnetic scanning work.

Für den erfindungsgemäßen Rotationsströmungsmesser wurde ein Geber entwickelt, der die Eigenschaft hat, daß die von ihm gelieferte Wechselspannung über einen Frequenzbereich von 0 bis mehr als 300 Hz der Drehfrequenz des Propellers streng proportional ist. Dieser Geber hat den besonderen Vorteil, daß die von ihm gelieferte sinusförmige Wechselspannung als Maß für die Drehfrequenz des Propellers durch Anschließen eines gewöhnlichen Spannungsmessers genommen werden kann. In A b b. 6 ist der beschriebene Frequenzgeber schematisch dargestellt. Zwischen den beiden eisenfreien Spulen Sp, und Sp2 ist ein zylindrischer Magnet Ma auf einer in den beiden Lagern L, und L., geführten Welle W drehbar angeordnet. Der Magnet Ma ist ein Sintermagnet aus pulverförmigem ferromagnetischem Material, wodurch Wirbelstromverluste bei hohen Drehfrequenzen praktisch völlig vermieden werden. A transmitter was used for the rotary flow meter according to the invention developed, which has the property that the alternating voltage supplied by it over a frequency range from 0 to more than 300 Hz of the rotational frequency of the propeller is strictly proportional. This giver has the special advantage that that of him Sinusoidal alternating voltage supplied as a measure of the rotational frequency of the propeller can be taken by connecting an ordinary voltmeter. In A b b. 6 the frequency generator described is shown schematically. Between two iron-free coils Sp, and Sp2 is a cylindrical magnet Ma on one in the two bearings L, and L., guided shaft W rotatably arranged. The magnet Ma is a sintered magnet made of powdery ferromagnetic material, which causes eddy current losses can be practically completely avoided at high rotational frequencies.

Die erzeugte Wechselspannung wird an den Spulenenden abgegriffen. Damit entfällt auch der störende Einfluß eines Kollektors, der hier bewußt vermieden wurde. Die magnetischen Rückstellkräfte sind sehr klein, weil die Spulen kein Eisen enthalten; bei der Frequenz = = 0 sind sie sogar exakt gleich Null. Damit tritt eine die Drehbewegung hemmende Kraft nur als Reibungskraft in den Lagern auf. Mit Hilfe der Kupplung K wird der Geber an die Propeller- bzw.The alternating voltage generated is tapped at the coil ends. This also eliminates the disruptive influence of a collector, which is deliberately avoided here became. The magnetic restoring forces are very small because the coils are not made of iron contain; at the frequency = = 0 they are even exactly zero. With it occurs a rotational movement inhibiting force only as a frictional force in the bearings. With With the help of the clutch K, the encoder is connected to the propeller resp.

Motorwelle angekuppelt.Motor shaft coupled.

4. Messung des Stromes 1 bzw. der Motorspannung U bei konstanter Drehfrequenz zu In A b b. 7 ist dieser Zusammenhang dargestellt. Der Strom I bzw. die Motorspannung U sind monoton steigende Funktionen der Strömungsgeschwindigkeit w. Bei geeigneter Wahl des Parameters sy = const. erhält man einen linearen Zusammenhang zwischen den Meßgrößen. 4. Measurement of the current 1 or the motor voltage U at constant Rotational frequency to In A b b. 7 shows this relationship. The current I resp. the motor voltage U are monotonically increasing functions of the flow velocity w. With a suitable choice of the parameter sy = const. you get a linear relationship between the measured quantities.

Um die Meßempfindlichkeit der erfindungsgemäßen Anordnung zu überprüfen, wurde ein Anernometer der herkömmlichen Bauart untersucht, bei dem die elektrische Spannung eines auf der Propellerwelle sitzenden Generators als Maß für die Windgeschwindigkeit diente. Ein solches Anemometer lief infolge Haftreibung erst bei einer Windgeschwindigkeit von etwa 5000 mlh an. Bei Verwendung des gleichen Generators, als Motor im Gegenstromverfahren geschaltet, wurde eine Ansprechempfindlichkeit im Nullpunkt der Windgeschwindigkeitw von lmA pro 50m/h erzielt. Wenn man eine Ablesegenauigkeit von 1 mA zugrunde legt, so bedeutet das im Vergleich zu dem herkömmlichen Anemometer eine Steigerung der Ansprechempfindlichkeit um den Faktor 100. Es wurde ferner ein zweites Anemometer herkömmlicher Bauart mit extrem niedriger Haftreibung untersucht. Seine Ansprechempfindlichkeit lag unter den gleichen äußeren Bedingungen bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 450 mit. Im Vergleich hierzu hat das als Erfindung beschriebene Anemometer im Gegenstromverfahren sogar noch eine um den Faktor 10 größere Ansprechempfindlichkeit. In order to check the measuring sensitivity of the arrangement according to the invention, an anernometer of the conventional type was examined, in which the electrical Voltage of a generator sitting on the propeller shaft as a measure of the wind speed served. Such an anemometer only ran at a wind speed due to static friction from about 5000 mlh on. When using the same generator as the motor in a countercurrent process switched, a response sensitivity at the zero point of the wind speed w of 1 mA per 50 m / h achieved. Assuming a reading accuracy of 1 mA, so that means an increase in the compared to the conventional anemometer Response sensitivity by a factor of 100. There was also a second anemometer conventional design with extremely low static friction investigated. Its responsiveness was under the same external conditions at a flow rate of 450 with. In comparison, the anemometer described as an invention has a countercurrent method even a sensitivity that is 10 times greater.

Den bis hier beschriebenen Meßverfahren ist eine Eigenschaft gemeinsam: Der Strömungsgeschwindigkeit w = O ist eine von Null wesentlich verschiedene Meßgröße U, I bzw. y zugeordnet. Für bestimmte Meßzwecke kann es wünschenswert sein, daß der Nullpunkt der die Strömungsgeschwindigkeit w charakterisierenden Meßgröße mit dem Nullpunkt von w zusammenfällt. Dies wird durch den nachstehend beschriebenen weiteren Erfindungsgedanken erreicht. The measurement methods described so far have one property in common: The flow velocity w = 0 is a measurable variable that is essentially different from zero Assigned to U, I and y, respectively. For certain measurement purposes it may be desirable that the zero point of the measured variable characterizing the flow velocity w coincides with the zero point of w. This is described by the below further inventive concept achieved.

5. Der Motor M wird als Widerstand in eine bekannte Widerstandsmeßbrücke geschaltet, wie in A b b. 8 dargestellt. Für die Strömungsgeschwindigkeitw = 0 wird der Zeigerausschlag am Brückeninstrument A mit Hilfe des veränderlichen Widerstandes Rl auf den Ausschlag Null eingeregelt. Jede Änderung der Strömungsgeschwindigkeit w bedingt eine Änderung des Brückengleichgewichts und damit einen Zeigerausschlag, dessen Vorzeichen die Strömungsrichtung kennzeichnet. Der Betrag des Zeigerausschlages ist ein Maß für den Betrag der Strömungsgeschwindigkeit w. Andererseits ist der Betrag der Änderung des Widerstandes R1, die notwendig ist, um das Brückengleichgewicht wieder herzustellen, ein Maß für die Änderung des Betrages der Strömungsgeschwindigkeit w, das Vorzeichen der Widerstandsänderung ein Kennzeichen für das Vorzeichen der Änderung der Strömungsgeschwindigkeit. 5. The motor M is known as a resistor in a resistance measuring bridge switched as in A b b. 8 shown. For the flow velocity w = 0 the pointer deflection on the bridge instrument A with the help of the variable resistance Rl adjusted to the deflection zero. Any change in flow rate w causes a change in the bridge equilibrium and thus a pointer deflection, whose sign indicates the direction of flow. The amount of pointer deflection is a measure of the magnitude of the flow velocity w. On the other hand, the is Amount of change in resistance R1 that is necessary to balance the bridge restore a measure of the change in the amount of flow velocity w, the sign of the change in resistance, an indicator for the sign of the Change in flow velocity.

6. Die in den Meßverfahren 1 bis 5 jeweils die Strömungsgeschwindigkeit w kennzeichnende Meßgröße ist bei Gasen außerdem eine Funktion des Druckes vor dem Propeller. Für manche Meßzwecke kann es wünschenswert sein, den Einfluß dieses Parameters auszuschalten. 6. The flow rate in each of the measuring methods 1 to 5 In the case of gases, the characteristic measured variable is also a function of the pressure before the Propeller. For some measurement purposes it may be desirable to check the influence of this parameter turn off.

Dies geschieht gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken in nachstehend beschriebener Weise: Die Brückenschaltung der Ab b. 8 wird dahingehend abgeändert, daß der Widerstand R3 durch einen Motor M2 mit angekuppeltem Propeller mit den gleichen Eigenschaften wie der Motor Ml ersetzt wird (s. Abb.9). Gleichheit der Propeller ist ebenfalls vorausgesetzt. Der Propeller des Motors M2 rotiert in einem Gefäß, das mit dem Meßmedium gefüllt und über ein Rohr mit dem Meßraum am Ort des Propellers des Motors M1 in Verbindung steht, so daß zwar am Ort des Propellers M2 der gleiche Druck bzw. die gleiche Zähigkeit herrscht wie im Meßraum, aber der Propeller M2 im nicht strömenden Medium rotiert. Mit Hilfe des veränderlichen Widerstandes Al wird für die Strömungsgeschwindigkeitw = 0 der Zeigerausschlag des Brückeninstrumentes auf Null eingestellt. Für eine beliebige Strömungsgeschwindigkeit w wird damit der Zeigerausschlag nach Betrag und Richtung ein direktes Maß für den Betrag und die Richtung der Strömungsgeschwindigkeit w. Da eine Änderung des Druckes bzw, der Zähigkeit im Meßraum auf beide Propeller in gleichem Maße einwirkt, ändern sich die entsprechenden Widerstände der Motoren M, und M9 in gleichem Maße, so daß das Brückengleichgewicht erhalten bleibt, wenn die Strömungsgeschwindigkeit w konstant ist. Damit wird die Geschwindigkeitsanzeige vom Druck am Propeller bzw. von der Zähigkeit des strömenden Mediums unabhängig. This is done in accordance with a further inventive concept in the following described way: The bridge circuit of Ab b. 8 is amended to the effect that that the resistor R3 by a motor M2 with a coupled propeller with the same Properties of how the motor Ml is replaced (see Fig.9). Equality of propellers is also required. The propeller of the motor M2 rotates in a vessel, which is filled with the measuring medium and via a pipe to the measuring space at the location of the propeller of the motor M1 is in connection, so that although the same at the location of the propeller M2 Pressure or the same viscosity prevails as in the measuring room, but the propeller M2 rotates in the non-flowing medium. With the help of the variable resistance Al the pointer deflection of the bridge instrument becomes for the flow velocity w = 0 set to zero. For an arbitrary flow velocity w it becomes the Pointer deflection according to amount and direction a direct measure of the amount and the Direction of the flow velocity w. There is a change in pressure or viscosity acts to the same extent on both propellers in the measuring room, the corresponding ones change Resistances of the motors M, and M9 in equal measure, so that the bridge equilibrium is maintained when the flow velocity w is constant. This will make the Speed display from the pressure on the propeller or from the viscosity of the flowing Independent of medium.

7. Die in Abschnitt 5 und 6 beschriebenen Brückenmethoden lassen sich, falls dies für gewisse Meßzwecke wünschenswert sein kann, dahingehend abändern, daß statt der Motoren MX und Mfl jeweils ein Geber G, (wie z. B. unter Ziffer 3 beschrieben) als Widerstand in die entsprechenden Brückenzweige geschaltet wird. Die Geber werden durch Motoren mit Propeller angetrieben und die Motoren aus einer konstanten Spannungsquelle gespeist. Im übrigen bleibt die hydrodynamische Meßanordnung der Ä b b. 8 bzw. 9 erhalten. Die restlichen Brückenwiderstände können auch durch Wechselstrom-Widerstände und die Brückenspeisespannung Us durch eine Wechselspannung ersetzt werden. Eine Änderung der Drehfrequenz des Gebers, hervorgerufen durch eine Änderung der Strömungsgeschwindigkeit w, bewirkt eine Widerstandsänderung des Gebers und damit eine meßbare Änderung des Brückengleichgewichtes, die ein Maß ist für die Änderung der Strömungsgeschwindigkeit. Die Verwendung von Gebern G als Brückenwiderstände hat den besonderen Vorzug, daß die Brückenströme klein gehalten werden können. 7. Leave the bridging methods described in Sections 5 and 6 if this may be desirable for certain measuring purposes, change to the effect that that instead of the motors MX and Mfl each have an encoder G, (as e.g. under point 3 described) is connected as a resistor in the corresponding bridge arms. The encoders are driven by motors with propellers and the motors from a constant voltage source fed. Otherwise, the hydrodynamic measuring arrangement remains the Ä b b. 8 and 9 received. The remaining bridge resistances can also through AC resistors and the bridge supply voltage Us by an AC voltage be replaced. A change in the rotary frequency of the encoder caused by a Changing the flow velocity w causes a change in the resistance of the encoder and thus a measurable change in the bridge equilibrium, which is a measure of the change in flow velocity. The use of G encoders as bridge resistors has the particular advantage that the bridge currents can be kept small.

Claims

Claims: 1. Rotary flow meter with static friction compensation, especially for measuring small flow velocities, with one on the propeller shaft coupled electric motor, through which the propeller on a non-zero Rotation speed is maintained, characterized in that the electrical Sizes of the engine are a differential measure of the flow rate of the flowing Represent the medium.

2. Rotary flow meter according to claim 1, characterized in that that while keeping one of the electrical measurands constant, one or more of the other than a measure of the flow velocity.

3. Rotary flow meter according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the constancy of the measured variables taken as parameters by means of control resistors (Rg and R,) or known automatic control devices is achieved.

4. Rotary flow meter according to claims 1 to 3, characterized characterized in that while the motor current (l) is kept constant, the terminal voltage (U) on the motor or the resistance (RM) or the rotational frequency (v) or keeping it constant the terminal voltage (U) at the motor the motor current (l) or the resistance (RM) or the rotational frequency (v) or the motor current while keeping the rotational frequency (v) constant (l) or the terminal gap (U) on the motor as a measure of the flow velocity is taken.

5. Rotary flow meter according to claims 1 to 4, characterized characterized in that to avoid heating of the motor winding as a parameter the measured variable 1 = 0 = const. is chosen.

6. Rotary flow meter according to claims 1 and 4, characterized characterized in that a transmitter (G) is arranged on the shaft to measure the rotational frequency which generates a voltage proportional to the rotational frequency.

7. Rotary flow meter according to claim 6, characterized in that that a cylindrical sintered permanent magnet is arranged as a transmitter on the shaft, which prevents eddy current losses, and to avoid magnetic restoring forces rotates between iron-free coils.

8. Rotary flow meter according to claims 1 to 4, 6 and 7, characterized in that by reversing the direction of rotation of the motor an additional Measurement area is created which overlaps the other measurement area, one of which the area smaller and the others the range of high flow velocities recorded.

9. Rotary flow meter according to claims 1 to 8, characterized characterized in that the transition from one to the other measuring range by reversing the polarity of the motor M is carried out by means of a switch (S).

10. Rotary flow meter according to claims 1 to 4 and 6 to 9, characterized in that the motor (M) or a coupled to the shaft Encoder (G) is connected as a resistor in an electrical measuring bridge and that the Pointer stop of the bridge instrument (A) or the change in the rheostat (kl), which is required to establish the bridge equilibrium, as a measure of the flow rate is taken.

11. Rotary flow meter according to claims 1 to 4 and 6 to 9, characterized in that for the purpose of one of pressure and temperature at the measuring location independent display on the bridge instrument (A) two motors (M1 and M2) or other Waves coupled sensors are connected as resistors in a bridge and that the second motor (M2) drives an identical propeller, which is enclosed in a Rotates vessel, which is connected to the measuring location by a supply line.

Documents considered: German Patent No. 477072; U.S. Patent No. 2,493,931; "Umschau" magazine from February 15, 1958, H. 4/1958, p. 114.